Февраль 2014Атлас физиологической боли

Look At Me решил разобраться, как работает механизм боли, и изучить наиболее экстремальные, трудно переносимые болезненные состояния. Также мы попытались заглянуть в будущее без боли, где эта биологическая система может быть полностью или частично деформирована под воздействием технологий — чувствительных протезов, виртуальной реальности и редактирования ДНК.

Необходимое зло

Боль — важнейшая биологическая сигнальная система. Она включается, когда нам угрожает опасность повреждений или когда с нашим телом происходит что-то не то. Боль предназначена научить нас избегать ранений, беречь себя, быстро реагировать на проблемы и сбои во внутренних органах.

Боль представляет собой сложный физиологический и неврологический процесс. Человеческое тело оснащено нервными волокнами, которые передают сигнал о столкновении с разного рода раздражителями: прикосновениями, повреждениями, взаимодействием с различными веществами и поверхностями. Нервные рецепторы, с помощью которых мы воспринимаем боль, называются ноцицепторами, других функций у них нет. В зависимости от типа раздражителя нервные волокна с помощью нейромедиаторов образуют соответствующий химический отклик, который формирует нашу интерпретацию произошедшего события. Через нервы сигнал передаётся в спинной мозг и оттуда уже в головной мозг. Происходит это практически мгновенно.  

Мысли о боли для нас настолько неприятны, что ожидание болезненных ощущений может вызывать у человека ещё больший дискомфорт, чем само болезненное событие.

У человека сложные психологические отношения с болью. На её восприятие может повлиять множество внутренних факторов: эмоции, настроение, пережитый ранее опыт, страх. Мысли о боли для нас настолько неприятны, что ожидание болезненных ощущений может вызывать у человека ещё больший дискомфорт, чем само болезненное событие. В ходе экспериментов люди были готовы терпеть повышенную боль только для того, чтобы не откладывать болезненные процедуры на потом — их подвергали операции на зубах или получению разрядов электрического тока.

Женщины в большинстве случаев испытывают боль значительно острее, чем мужчины. Они чаще страдают от хронических заболеваний, им на 40 % чаще диагностируется остеопороз и в девять раз чаще фибромиалгия. Женщины сильнее подвержены мигреням — ими страдает каждая пятая, в то время как среди мужчин головные боли одолевают только одного человека из семнадцати. Кроме того, женщины активнее реагируют на боль и испытывают большую тревогу и депрессию из-за боли по сравнению с мужчинами.

Многие биологи задавались вопросом, могла ли природа разработать для нас более щадящий механизм внутренней защиты. Почему каждый болевой сигнал должен приносить нам такие страдания? Могла ли боль быть менее болезненной?

Иногда биологическая система боли даёт сбои, тогда сигнал о проблеме может никуда не исчезнуть даже после того, как проблема уже устранена. Боль становится хронической, она не утихает на протяжении долгого времени и становится самостоятельным заболеванием. 

Сильнее, чем можно
было представить

Беспощадная и невыносимая хроническая боль может полностью разрушить жизнь человека. Медицине известны несколько заболеваний, которые характеризуются особо сильными приступами боли и при этом не подаются эффективному лечению.

Возможно, самым болезненным человеческим заболеванием является невралгия тройничного нерва. Боль, обычно вызванная соприкосновением кровеносного сосуда или опухоли с нервной оболочкой, как правило, распространяется по одной стороне лица, задевая челюсть и глаз. Страдания почти невыносимы и усиливаются при малейшем контакте с кожей, что мешает человеку говорить, двигаться, принимать пищу и иногда даже нормально дышать. Приступы длятся от нескольких секунд до 15 минут, периодичность их может быть разной. Натирание нерва можно нейтрализовать при помощи операции, но она не исключает рецидива.

Другим исключительно изматывающим и деструктивным состоянием можно назвать кластерные головные боли — самые сильные из тех, что могут возникать внутри головы. Режущая, обжигающая или давящая боль распространяется по одной стороне лица чаще всего вокруг или за одним из глазных яблок, но может возникать и в затылке, и на задней стороне шеи. Часто она сопровождается слезоотделением, отёком лица или заложенностью носа. Приступы случаются в определённое время дня и повторяются регулярно в течение нескольких недель. Потом они отступают — на недели, месяцы или даже годы спокойной жизни, чтобы однажды вернуться вновь. Около 10–15 % случаев становятся хроническими — боли могут проявляться каждый день на протяжении нескольких лет или вообще никогда не исчезнуть.

Чаще всего кластерные боли затрагивают мужчин в возрасте от двадцати до тридцати. Постановка верного диагноза иногда занимает до девяти лет. Лучше всего помогают обезболивающие триптаны, насыщенная дыхательная терапия и гипербарическая оксигенация — при этой процедуре человека помещают в барокамеру с кислородом под высоким давлением. Действенный лечебный эффект по снятию кластерных головных болей показали психоделики — ЛСД и псилоцибин. Дальнейшим исследованиям мешают юридические сложности — к примеру, из-за законодательных ограничений в 2013 году в Британии пришлось отменить большое исследование по влиянию псилоцибина на лечение депрессии. Точные причины кластерных болей нам не известны, так же как и эффективные лекарства от них.

Причины подобного нервного повреждения до сих пор неясны, но доподлинно известно, что они связаны с изменениями в периферической и центральной нервной системе. Спектр неприятных ощущений довольно широкий — разные больные описывают свою боль как стреляющую, колющую, ноющую, давящую, пульсирующую или жгучую, но встречаются и более экзотические ощущения.

Фантомные боли по разным оценкам возникают у 60–80 % ампутантов. Со временем неприятные ощущения у некоторых из них сходят на нет, но многих людей они могут преследовать всю оставшуюся жизнь. В ходе опроса 526 ветеранов-ампутантов выяснилось, что через пять лет боль полностью исчезла у 16 % из них, значительно уменьшилась у 37 %, осталась такой же у 44 % и увеличилась у 3 % респондентов. В лечении фантомных болей хорошо себя зарекомендовали трициклические антидепрессанты, блокирующие обратный захват нейромедиаторов — химических веществ, передающих электрический импульс от нервной клетки, а также другие антидепрессанты. Помимо медицинских препаратов, могут применяться акупунктура, электростимуляция, вибрационная терапия, гипноз и другие способы, но однозначных данных об их эффективности нет. Интересны случаи, когда фантомные боли удавалось лечить при помощи «зеркальной терапии», при которой ампутант приводил в движение одновременно уцелевшую и фантомную конечности — последнюю он видел через зеркальное отражение своей здоровой части тела. «Зеркальная терапия» была разработана известным индийским неврологом Вилейануром С. Рамачандраном.

Важным фактором в лечении хронической боли является отношение пациента к своему недугу, его эмоциональный статус и ожидаемый эффект от лечения. Людям с такими расстройствами очень важно не опускать руки и следить за своим психологическим состоянием. Хроническая боль часто воспринимается другими людьми субъективно. Она ставится под сомнение врачами и знакомыми, иногда никто не может представить, как сильно у вас может болеть голова или спина. Подобные состояния требуют особого человеческого подхода со стороны врачей — они должны внимательно следить за эмоциональным состоянием пациента, которое крайне важно для его выздоровления. Мало того что хроническая боль часто неправильно диагностируется, с ней обучено работать очень небольшое количество специалистов — в 2011 году из 117 американских и канадских медицинских школ только четыре американские школы преподавали курс по устранению боли.

Будущее боли

Без боли мы не можем вести полноценную жизнь, и в то же время боль может стать нашим злейшим врагом. Если мы обречены на боль, можем ли мы облегчить нашу ношу или даже полностью заменить эту биологическую систему на нечто более технологичное, комфортное и при этом не менее надёжное?

Ещё одна альтернатива — внедрение в человеческое тело инженерных систем, датчиков, сенсоров, то есть сознательное превращение человека в киборга. Мы уже можем заметить некоторый прогресс в этом направлении. Совсем недавно ампутант смог вновь почувствовать форму и текстуру объектов при помощи механической руки, которая в ходе операции была подключена к нервам его предплечья. В 2007 году учёные из института реабилитации Чикаго пересадили нервные окончания, отвечающие за моторику и передачу ощущений от отсутствующей руки, на грудь своих пациентов. В результате они смогли контролировать роботизированный протез, управляя несуществующей рукой из собственного сознания. Чувствительная область на груди начала ассоциироваться с потерянной конечностью — при прикосновениях они ощущали свои несуществующие пальцы. А в прошлом году исследовательское агентство армии США DARPA рассказало о технологии, которая позволяла управлять искусственной рукой при помощи частично сохранившегося бицепса, а также о разработке «плоского интерфейса нервных электродов», который мог передавать ампутанту базовые тактильные ощущения.

Для удаления боли из тела человека Пирс предлагает пока что сосредоточить работу на наших генах.

Другой, более экстремальный вариант — полное погружение в виртуальную реальность, окончательная замена человеческого тела на более комфортный интерфейс для общения с окружающей действительностью, отказ выхода за пределы виртуального мира или абсолютное доверие искусственным механизмам. Но даже вне экстремальных теорий замены несовершенной телесной оболочки виртуальная реальность может использоваться для того, чтобы снизить боль.

В 2003 году была презентована совместная разработка Вашингтонского университета и Медицинского центра Харборвью — система виртуальной реальности, которая помогала пациентам с ожогами легче переносить болезненные перевязки. Во время процедуры больные при помощи шлема виртуальной реальности и компьютерной мыши пролетали по ледяному ущелью и расстреливали снежками пингвинов и снеговиков. Крайне неспешно эта технология начинает использоваться в лечебных учреждениях — многие популярные СМИ относительно недавно обратили на неё внимание. Исследователи также пытались использовать виртуальные проекции для того, чтобы лечить посттравматический синдром и арахнофобию.  

Среди других возможностей по снижению боли или полному избавлению от неё — инъекции стволовых клеток,  длительная блокада нервного импульса, изменение ДНК — исследование Кингс-колледжа зафиксировало изменение толерантности к боли у нескольких идентичных близнецов. Последующий анализ ДНК показал изменения девяти генов из-за влияния внешних факторов. Возможно, мечты Дэвида Пирса не так уж далеки от реальности, как нам кажется.

Скорее всего, будущее так и не станет полностью свободным от физической боли. Но, если самые оптимистичные прогнозы футурологов окажутся верны, у каждого человека будет возможность выбора навсегда избавиться от болезненных ощущений или полностью положиться на одну из наиболее важных биологических систем, которые подарила нам природа.